วิธีนำความร้อนกลับคืนในระบบ CHP มีอะไรบ้าง

ระบบความร้อนและพลังงานรวม (CHP) หรือที่เรียกว่าระบบโคเจนเนอเรชั่น เป็นระบบพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้าและความร้อนที่เป็นประโยชน์จากแหล่งเชื้อเพลิงเดียวไปพร้อมๆ กัน ข้อดีที่สำคัญประการหนึ่งของระบบ CHP คือความสามารถในการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่และใช้ความร้อนทิ้ง ซึ่งอาจสูญเปล่าในการผลิตพลังงานแบบเดิมๆ ในฐานะซัพพลายเออร์ของ CHP ฉันเชี่ยวชาญวิธีการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในระบบ CHP เป็นอย่างดี และในบล็อกนี้ ฉันจะเจาะลึกวิธีการเหล่านี้เพื่อช่วยให้คุณเข้าใจวิธีเพิ่มประสิทธิภาพการติดตั้ง CHP ของคุณให้สูงสุด

1. การนำความร้อนจากไอเสียกลับมาใช้ใหม่

ก๊าซไอเสียจากตัวขับเคลื่อนหลักในระบบ CHP เช่น กังหันแก๊สหรือเครื่องยนต์สันดาปภายใน จะพาความร้อนในปริมาณมาก การนำความร้อนกลับคืนมาเป็นวิธีหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปและมีประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ CHP

1.1 เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นอุปกรณ์หลักที่ใช้สำหรับการนำความร้อนจากก๊าซไอเสียกลับมาใช้ใหม่ โดยจะถ่ายเทความร้อนจากก๊าซไอเสียร้อนไปยังสารทำงาน เช่น น้ำหรือไอน้ำ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมีหลายประเภท รวมถึงเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและแบบท่อประกอบด้วยเปลือก (ภาชนะทรงกระบอกขนาดใหญ่) และมัดท่อ ก๊าซไอเสียไหลผ่านท่อในขณะที่ของไหลทำงานไหลผ่านเปลือก ความร้อนจะถูกถ่ายเทจากก๊าซไอเสียไปยังสารทำงานผ่านผนังท่อ ในทางกลับกัน แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนจะประกอบด้วยแผ่นบางๆ เรียงซ้อนกัน ก๊าซไอเสียและของไหลทำงานจะไหลผ่านช่องทางสลับระหว่างแผ่น และเกิดการถ่ายเทความร้อนผ่านแผ่น

ความร้อนที่นำกลับมาใช้ใหม่สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ เช่น การทำความร้อนในพื้นที่ การทำน้ำร้อน หรือกระบวนการทางอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น ในอาคารพาณิชย์ น้ำร้อนที่ผลิตโดยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถนำมาใช้เป็นเครื่องทำความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่พื้นที่ภายในอาคารได้ ในโรงงานอุตสาหกรรม ไอน้ำที่เกิดขึ้นสามารถนำมาใช้ในกระบวนการผลิตได้ เช่น ในโรงงานแปรรูปอาหารสำหรับปรุงอาหารหรือฆ่าเชื้อ

1.2 หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง

หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อสร้างไอน้ำจากความร้อนในก๊าซไอเสีย มักใช้ในระบบ CHP ขนาดใหญ่ โดยเฉพาะระบบที่ใช้กังหันแก๊ส ก๊าซไอเสียจะเข้าสู่หม้อต้มน้ำร้อนเหลือทิ้ง ซึ่งจะให้ความร้อนแก่น้ำในท่อหม้อต้มน้ำ เมื่อน้ำร้อน น้ำจะกลายเป็นไอน้ำ ซึ่งสามารถนำมาใช้สำหรับการผลิตไฟฟ้าในกังหันไอน้ำ (ในระบบ CHP แบบวงจรรวม) หรือสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมอื่นๆ

2. การนำความร้อนจากน้ำหล่อเย็นกลับมาใช้ใหม่

นอกจากความร้อนจากไอเสียแล้ว น้ำหล่อเย็นที่ใช้ในระบบ CHP ยังมีความร้อนในปริมาณมากอีกด้วย ตัวขับเคลื่อนหลักในระบบ CHP เช่น เครื่องยนต์สันดาปภายใน จะสร้างความร้อนจำนวนมากระหว่างการทำงาน และใช้น้ำหล่อเย็นเพื่อขจัดความร้อนนี้ และรักษาเครื่องยนต์ให้มีอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมที่สุด

2.1 เครื่องทำความเย็นแบบดูดซับ

เครื่องทำความเย็นแบบดูดซับสามารถใช้ความร้อนจากน้ำหล่อเย็นเพื่อผลิตน้ำเย็นสำหรับใช้ในการปรับอากาศ เครื่องทำความเย็นแบบดูดซับทำงานบนหลักการที่แตกต่างจากเครื่องทำความเย็นแบบบีบอัดด้วยไอทั่วไป โดยจะใช้แหล่งความร้อน (ในกรณีนี้คือน้ำหล่อเย็นร้อน) เพื่อขับเคลื่อนวงจรการทำความเย็น

ส่วนประกอบพื้นฐานของเครื่องทำความเย็นแบบดูดซับประกอบด้วยตัวดูดซับ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า คอนเดนเซอร์ และเครื่องระเหย น้ำหล่อเย็นร้อนถูกใช้เพื่อให้ความร้อนแก่สารละลายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งจะปล่อยไอสารทำความเย็นออกมา จากนั้นไอสารทำความเย็นจะไหลผ่านคอนเดนเซอร์ และควบแน่นเป็นของเหลว จากนั้นสารทำความเย็นที่เป็นของเหลวจะเข้าสู่เครื่องระเหย ซึ่งจะระเหยและดูดซับความร้อนจากน้ำเพื่อนำไปแช่เย็น น้ำเย็นสามารถหมุนเวียนผ่านระบบปรับอากาศในอาคารได้

2.2 เครื่องทำความร้อนเขต

ความร้อนจากน้ำหล่อเย็นยังสามารถนำไปใช้กับระบบทำความร้อนแบบรวมศูนย์ได้ การทำความร้อนแบบเขตเป็นระบบที่สร้างความร้อนที่ตำแหน่งศูนย์กลาง และกระจายไปยังอาคารหลายหลังในเขตหนึ่งผ่านเครือข่ายท่อ น้ำหล่อเย็นร้อนจากระบบ CHP สามารถใช้โดยตรงในเครือข่ายการทำความร้อนแบบรวมศูนย์ หรือสามารถใช้เพื่อให้ความร้อนกับของเหลวทุติยภูมิซึ่งจากนั้นจะหมุนเวียนในเครือข่าย

3. การนำความร้อนของน้ำมันหล่อลื่นกลับมาใช้ใหม่

น้ำมันหล่อลื่นถูกใช้ในตัวขับเคลื่อนหลักของระบบ CHP เพื่อลดแรงเสียดทานและการสึกหรอระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ระหว่างการทำงาน น้ำมันหล่อลื่นจะร้อนขึ้น การนำความร้อนกลับมาจากน้ำมันหล่อลื่นสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ CHP ได้ดียิ่งขึ้น

ความร้อนจากน้ำมันหล่อลื่นสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยใช้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน เช่นเดียวกับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนของก๊าซไอเสีย น้ำมันหล่อลื่นร้อนจะไหลผ่านด้านหนึ่งของตัวแลกเปลี่ยนความร้อน และของไหลทำงาน (เช่น น้ำ) ไหลผ่านอีกด้านหนึ่ง ความร้อนจะถูกถ่ายเทจากน้ำมันหล่อลื่นไปยังสารทำงาน

ความร้อนที่นำกลับมาใช้ใหม่สามารถนำไปใช้ในการทำความร้อนเชื้อเพลิงหรืออากาศที่เผาไหม้ในตัวขับเคลื่อนหลักล่วงหน้าได้ การทำความร้อนเชื้อเพลิงล่วงหน้าสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการเผาไหม้ได้ ในขณะที่การทำความร้อนล่วงหน้าให้กับอากาศที่เผาไหม้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนโดยรวมของเครื่องยนต์ได้

4. ประโยชน์ของการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในระบบ CHP

การนำวิธีนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในระบบ CHP มีประโยชน์หลายประการ

4.1 ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

ด้วยการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ ระบบ CHP จึงสามารถบรรลุประสิทธิภาพพลังงานโดยรวมที่สูงกว่ามากเมื่อเปรียบเทียบกับระบบผลิตไฟฟ้าทั่วไป ในโรงไฟฟ้าแบบธรรมดา พลังงานส่วนใหญ่ในเชื้อเพลิงจะสูญเปล่าในรูปของความร้อน ในระบบ CHP ที่มีการนำความร้อนกลับคืนอย่างมีประสิทธิภาพ ความร้อนทิ้งจะถูกนำไปใช้ประโยชน์ ช่วยลดปริมาณเชื้อเพลิงเพิ่มเติมที่จำเป็นต่อความต้องการความร้อนและพลังงาน

4.2 การประหยัดต้นทุน

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงขึ้นจะช่วยประหยัดต้นทุนได้ เนื่องจากต้องใช้เชื้อเพลิงน้อยลงเพื่อสร้างความร้อนและพลังงานเท่ากัน ต้นทุนการดำเนินงานของระบบ CHP จึงลดลง นอกจากนี้ ในบางภูมิภาค อาจมีแรงจูงใจหรือเงินอุดหนุนสำหรับการใช้ระบบ CHP ที่ประหยัดพลังงาน ซึ่งช่วยลดภาระทางการเงินของผู้ใช้อีกด้วย

4.3 ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อม

ระบบ CHP ที่มีการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้อย่างมาก การใช้เชื้อเพลิงน้อยลงเพื่อสร้างพลังงานในปริมาณเท่าเดิม ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์และมลพิษอื่นๆ ที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศจะลดลง ทำให้ระบบ CHP เป็นตัวเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงาน

5. การประยุกต์การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในอุตสาหกรรมต่างๆ

การนำความร้อนกลับคืนในระบบ CHP สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ

5.1 การผลิต

ในอุตสาหกรรมการผลิต ระบบ CHP ที่มีการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่สามารถให้ทั้งไฟฟ้าและความร้อนสำหรับกระบวนการผลิต ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ ไอน้ำที่เกิดจากการนำความร้อนจากก๊าซไอเสียกลับมาใช้ใหม่สามารถนำไปใช้ในกระบวนการย้อมและตกแต่งขั้นสุดท้ายได้ ในอุตสาหกรรมเคมี ความร้อนสามารถนำมาใช้สำหรับกระบวนการกลั่นและปฏิกิริยาได้ สารเคมีบางชนิดที่ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์ เช่นบีบีพี | CAS 25155 - 25 - 3 | บิส(tert - บิวทิลไดออกซีไอโซโพรพิล)เบนซีน-ดีแทป | CAS 10508 - 09 - 5 | ได-เติร์ต-อะมิลเปอร์ออกไซด์, และไดเบนโซอิลเปอร์ออกไซด์ต้องมีสภาวะอุณหภูมิที่เฉพาะเจาะจงในระหว่างการผลิต และความร้อนที่นำกลับมาใช้ใหม่สามารถนำมาใช้เพื่อรักษาสภาวะเหล่านี้ได้

5.2 อาคารพาณิชย์

อาคารพาณิชย์ เช่น สำนักงาน โรงแรม และโรงพยาบาล สามารถได้รับประโยชน์จากระบบ CHP ที่มีการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ ความร้อนที่นำกลับมาใช้ใหม่สามารถนำไปใช้ในการทำความร้อนในพื้นที่ การทำน้ำร้อน และการปรับอากาศ ตัวอย่างเช่น ในโรงแรม น้ำร้อนที่เกิดจากการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่สามารถนำมาใช้สำหรับห้องพักแขกได้ ในขณะที่น้ำเย็นจากเครื่องทำความเย็นแบบดูดซับสามารถนำมาใช้สำหรับเครื่องปรับอากาศในพื้นที่สาธารณะได้

5.3 ระบบพลังงานเขต

ระบบพลังงานของเขตสามารถรวมระบบ CHP เข้ากับการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ เพื่อจัดหาแหล่งความร้อนและพลังงานที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพให้กับอาคารหลายหลังในเขต ความร้อนที่นำกลับมาใช้ใหม่จากระบบ CHP สามารถกระจายผ่านเครือข่ายการทำความร้อนแบบรวมศูนย์ ในขณะที่ไฟฟ้าสามารถนำมาใช้ในพื้นที่หรือป้อนเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้าได้

บทสรุป

ในฐานะซัพพลายเออร์ของ CHP ฉันเข้าใจถึงความสำคัญของการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในการเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของระบบ CHP ให้สูงสุด วิธีการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ รวมถึงการนำความร้อนจากก๊าซไอเสีย การนำความร้อนจากน้ำหล่อเย็นกลับมาใช้ใหม่ และการนำความร้อนของน้ำมันหล่อลื่นกลับมาใช้ใหม่ ให้ประโยชน์ที่สำคัญในแง่ของประสิทธิภาพการใช้พลังงาน การประหยัดต้นทุน และการปกป้องสิ่งแวดล้อม

หากคุณสนใจที่จะใช้ระบบ CHP ที่มีการนำความร้อนกลับคืนอย่างมีประสิทธิภาพในโรงงานของคุณ ไม่ว่าจะเป็นอาคารพาณิชย์ โรงงานอุตสาหกรรม หรือระบบพลังงานของเขต ฉันขอแนะนำให้คุณติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษาโดยละเอียด เราสามารถจัดหาโซลูชันที่ปรับแต่งตามความต้องการด้านความร้อนและพลังงานเฉพาะของคุณได้ มาทำงานร่วมกันเพื่อบรรลุอนาคตพลังงานที่ยั่งยืนและคุ้มค่ายิ่งขึ้น

อ้างอิง

• คัลลิเนน เค. และชาห์ เอ็น. (2012) การออกแบบระบบไตรเจนเนอเรชั่นที่เหมาะสมที่สุดสำหรับพื้นที่อุตสาหกรรม พลังงานประยุกต์, 98, 266 - 277.
• ลุนด์, เอช. (2006) ความร้อนและพลังงานรวม (CHP): การทบทวนประเด็นด้านสิ่งแวดล้อม ประสิทธิภาพ และเศรษฐกิจ พลังงาน, 31(14), 2873 - 2890.
• แมนกาเรลลา, พี. (2014). ความร้อนและพลังงานร่วม: การทบทวนเทคโนโลยี การทำงาน และการเพิ่มประสิทธิภาพ บทวิจารณ์พลังงานทดแทนและยั่งยืน, 39, 53 - 72